1.下列各句中,没有语病的一句是 ( )
A.请柬的封套上古色古香地印着青铜器,上面整齐地排列着身披铠甲、手持盾牌的秦军战士。
B.生活是一幅丰富多彩的画卷,如果得不到你的欣赏,那不是它缺少美,而是你缺少发现。
C.厚道有如参天的大树,替你遮挡暑热炎凉;厚道有如母亲的怀抱,替你抚慰喜怒哀乐。
D.当地造纸厂偷排未经处理的废水,严重污染环境,导致鱼虾绝迹,各种水生作物大量减产和绝产。
12.(2010·青岛模拟)如图13所示,一根长0.1 m的细线,一端系着一个质量为0.18 kg的小球,拉住线的另一端,使小球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动,使小球的转速很缓慢地增加,当小球的转速增加到开始时转速的3倍时,细线断开,线断开前的瞬间线受到的拉力比开始时大40 N,求:
图13
(1)线断开前的瞬间,线受到的拉力大小;
(2)线断开的瞬间,小球运动的线速度;
(3)如果小球离开桌面时,速度方向与桌边缘的夹角为60°,桌面高出地面0.8 m,求小球飞出后的落地点距桌边缘的水平距离.
解析:(1)线的拉力提供小球做圆周运动的向心力,设开始时角速度为ω0,向心力为F0,线断开的瞬间,角速度为ω,线的拉力为FT.
F0=mω02R ①
FT=mω2R ②
由①②得== ③
又因为FT=F0+40 N ④
由③④得FT=45 N
(2)设线断开时小球的线速度为v,由FT=得,
v= = m/s=5 m/s
(3)设桌面高度为h,小球落地经历时间为t,落地点与飞出桌面点的水平距离为s.
由h=gt2得
t= =0.4 s
s=vt=2 m
则小球飞出后的落地点到桌边缘的水平距离为
l=ssin60°=1.73 m.
答案:(1)45 N (2)5 m/s (3)1.73 m
()
11.(2009·广东高考)如图12所示,一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心轴OO′转动,筒内壁粗糙,筒口半径和筒高分别为R和H,筒内壁A点的高度为筒高的一半.内壁上有一质量为m的小物块.求:
图12
(1)当筒不转动时,物块静止在筒壁A点受到的摩擦力和支持力的大小;
(2)当物块在A点随筒做匀速转动,且其所受到的摩擦力为零时,筒转动的角速度.
解析:(1)物块静止时,对物块进行受力分析如图所示,设筒壁与水平面的夹角为θ.
由平衡条件有
Ff=mgsinθ FN=mgcosθ
由图中几何关系有
cosθ= ,sinθ=
故有Ff=, FN=
(2)分析此时物块受力如图所示,
由牛顿第二定律有
mgtanθ=mrω2.
其中tanθ=,r=,
可得ω= .
答案:(1) (2)
10.如图11所示,把一个质量m=1 kg的物体通过两根等长的细绳与
竖直杆上A、B两个固定点相连接,绳a、b长都是1 m,杆AB长度
是1.6 m,直杆和球旋转的角速度等于多少时,b绳上才有张力?
解析:如图所示,a、b两绳都伸直时,已知a、b绳长均为1 m,即 图11
==1 m,==0.8 m
在△AOD中,cosθ===0.8
sinθ=0.6,θ=37°
小球做圆周运动的轨道半径
r==·sinθ=1×0.6 m=0.6 m.
b绳被拉直但无张力时,小球所受的重力mg与a绳拉力FTa的合力F为向心力,其受力分析如图所示,由图可知小球的向心力为
F=mgtanθ
根据牛顿第二定律得
F=mgtanθ=mr·ω2
解得直杆和球的角速度为
ω== rad/s≈3.5 rad/s.
当直杆和球的角速度ω>3.5 rad/s时,b中才有张力.
答案:ω>3.5 rad/s
9.(2010·湖南三十二校模拟)如图10所示,在倾角α=30°的光滑斜
面上,有一根长为L=0.8 m的细绳,一端固定在O点,另一端
系一质量为m=0.2 kg的小球,小球沿斜面做圆周运动.若要小
球能通过最高点A,则小球在最低点B的最小速度是 ( ) 图10
A.2 m/s B.2 m/s
C.2 m/ s D.2 m/s
解析:通过A点的最小速度为vA==2 m/s,则根据机械能守恒定律得:mvB2=mvA2+mgL,解得vB=2 m/s,即C选项正确.
答案:C
8.(2010·山东省青岛三中月考)用一根细线一端系一小球(可视为质点),另
一端固定在一光滑锥顶上,如图8所示,设小球在水平面内做匀速圆周
运动的角速度为ω,细线的张力为FT,则FT随ω2变化的图象是图9
中的 ( ) 图8
图9
解析:小球角速度ω较小,未离开锥面对,设细线的张力为FT,线的长度为L,锥面对小球的支持力为FN,则有FTcosθ+FNsinθ=mg,FTsinθ-FNcosθ=mω2Lsinθ,可得出:FT=mgcosθ+mω2Lsin2θ,可见随ω由0开始增加,FT由mgcosθ开始随ω2的增大,线性增大,当角速度增大到小球飘离锥面时,FT·sinα=mω2Lsinα,得FT=mω2L,可见FT随ω2的增大仍线性增大,但图线斜率增大了,综上所述,只有C正确.
答案:C
7.(2010·长沙五校联考)如图7所示光滑管形圆轨道半径为R(管径远小
于R),小球a、b大小相同,质量均为m,其直径略小于管径,能
在管中无摩擦运动.两球先后以相同速度v通过轨道最低点,且当
小球a在最低点时,小球b在最高点,以下说法正确的是( )
A.当小球b在最高点对轨道无压力时,小球a比小球b所需向心
力大5mg 图7
B.当v=时,小球b在轨道最高点对轨道无压力
C.速度v至少为,才能使两球在管内做圆周运动
D.只要v≥,小球a对轨道最低点的压力比小球b对轨道最高点的压力大6mg
解析:小球在最高点恰好对轨道没有压力时,小球b所受重力充当向心力,mg=m⇒v0=,小球从最高点运动到最低点过程中,只有重力做功,小球的机械能守恒,2mgR+mv02=mv2,解以上两式可得:v=,B项正确;小球在最低点时,F向=m=5mg,在最高点和最低点所需向心力的差为4mg,A项错;小球在最高点,内管对小球可以提供支持力,所以小球通过最高点的最小速度为零,再由机械能守恒定律可知,2mgR=mv′2,解得v′=2,C项错;当v≥时,小球在最低点所受支持力F1=mg+,由最低点运动到最高点,2mgR+mv12=mv2,小球对轨道压力F2+mg=m,解得F2=m-5mg,F1-F2=6mg,可见小球a对轨道最低点压力比小球b对轨道最高点压力大6mg,D项正确.
答案:BD
6.如图6所示,靠摩擦传动做匀速转动的大、小两轮接触面互
不打滑,大轮半径是小轮半径的2倍.A、B分别为大、小轮
边缘上的点,C为大轮上一条半径的中点.则( )
A.两轮转动的角速度相等
B.大轮转动的角速度是小轮的2倍 图6
C.质点加速度aA=2aB
D.质点加速度aB=4aC
解析:两轮不打滑,边缘质点线速度大小相等,vA=vB,而rA=2rB,故ωA=ωB,A、B错误;由an=得==,C错误;由an=ω2r得==2,则=4,D正确.
答案:D
5.(2010 ·临沂模拟)如图5所示,某同学用硬塑料管和一个质量为m的铁
质螺丝帽研究匀速圆周运动,将螺丝帽套在塑料管上,手握塑料管使其
保持竖直并沿水平方向做半径为r的匀速圆周运动,则只要运动角速度大
小合适,螺丝帽恰好不下滑.假设螺丝帽与塑料管间的动摩擦因数为μ,
认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力.则在该同学手转动塑料管使螺 图5
丝帽恰好不下滑时,下述分析正确的是 ( )
A.螺丝帽受的重力与最大静摩擦力平衡
B.螺丝帽受到杆的弹力方向水平向外,背离圆心
C.此时手转动塑料管的角速度ω=
D.若杆的转动加快,螺丝帽有可能相对杆发生运动
解析:由于螺丝帽做圆周运动过程中恰好不下滑,则竖直方向上重力与最大静摩擦力平衡,杆对螺丝帽的弹力提供其做匀速圆周运动的向心力,有mg=Ff=μFN=μmω2r,得ω=,选项A正确、B、C错误;杆的转动速度增大时,杆对螺丝帽的弹力增大,最大静摩擦力也增大,螺丝帽不可能相对杆发生运动,故选项D错误.
答案:A
4.如图4所示,OO′为竖直轴,MN为固定在OO′上的水平光滑
杆,有两个质量相同的金属球A、B套在水平杆上,AC和BC为
抗拉能力相同的两根细线,C端固定在转轴OO′上.当绳拉直
时,A、B两球转动半径之比恒为2∶1,当转轴的角速度逐渐增
大时 ( ) 图4
A.AC先断 B.BC先断
C.两线同时断 D.不能确定哪根线先断
解析:对A球进行受力分析,A球受重力、支持力、拉力FA三个力作用,拉力的分力提供A球做圆周运动的向心力,得:
水平方向FAcosα=mrAω2,
同理,对B球:FBcosβ=mrBω2,
由几何关系,可知cosα=,cosβ=.
所以:===.
由于AC>BC,所以FA>FB,即绳AC先断.
答案:A
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